本土化与普适性并重:美国布鲁斯博物馆古生物展示散记
2023-09-22金文驰
金文驰
在美国康涅狄格州的西南部,有一座名为格林威治的小镇。小镇不大,据2020年人口统计,仅有6万3千余人。不过由于紧邻纽约州,距曼哈顿仅一个多小时车程,加上学区好,税率颇低,还是很多对冲基金等金融服务机构的所在地,小镇吸引了不少富裕人口定居。格林威治不仅是康涅狄格州最富裕的小镇,即使放眼全美国也名列前茅。
在格林威治南部的一座小丘顶上,坐落着一座社区博物馆——布鲁斯博物馆(Bruce Museum)。博物馆创建于1912年,展示内容颇为丰富,藏品涵盖自然、科学、艺术、历史和文化等多种类别。2022年9月底,笔者专程拜访了这座博物馆。时值博物馆改造,这里仅开放了一个新的永久性科学展厅:“自然循环塑造我们的土地”(Natural Cycles Shape Our Land)。展厅体量不大,内容却充实,有古生物、地质、海洋和陆地生态系统等展示,本文要介绍的是本土化和普适性并重的古生物展示。
三叠纪和侏罗纪全景展窗
由于此时的博物馆仅开放了一个展厅,因此并未收费,但鼓励参观者捐款,金额自愿。进入“自然循环塑造我们的土地”展厅,扑面而来的便是康涅狄格州的地质展示区,不过这一展示给我留下的印象并不深刻。
作别地质展示区,拐了一个弯,便置身古生物展示区。我们先从左则的两个全景展窗看起,它们分别重现了三叠纪和侏罗纪时期康涅狄格州的自然面貌。在三叠纪,如今的康涅狄格州大致位于盘古大陆的中部,板块运动随后将这一大陆扯开,在这一过程中,不少大型裂谷湖便形成了。大量岩浆喷出地表,很多物种因此灭绝,但这为恐龙的崛起搭建了舞台。三叠纪全景展窗(其中动植物均为模型)呈现出裂谷湖畔的葳蕤湿地景象,植物有三类:叶片羽裂似棕榈科植物的是苏铁类植物;直立的是两类木贼类植物,粗壮高大的是新芦木属(Neocalamites),已灭绝;身形较纤小的是木贼属(Equisetum),这一属植物存留至今。背景画的天空中弥漫着滚滚浓烟,那应该是火山喷出的火山灰。
全景展窗前景的地面上,柯氏波斯特鳄(Postosuchus kirkpatricki)骨骸横陈,是整个展窗中最吸引目光的动物。波斯特鳄体长约5米,身高约1.2米,体重250-450千克,相比起发达的后肢,前肢尤为短小,因此可能靠后肢行走。它们是三叠纪中期和晚期的顶级捕食者,头骨高而窄,看起来和恐龙很像,其实它隶属主龙型类中的镶嵌踝主龙类(亦称假鳄类)。
波斯特鳄的化石仅产于美国的亚利桑那、新墨西哥、得克萨斯和北卡罗来纳等地,距康涅狄格较远,而展窗中其他3种动物的化石则产于康涅狄格或相距较近的州。躲在一株苏铁旁的是一只头上有多个角的深颌蜥(Hypsognathus fenneri);一只未成年的恩吐龙(Aetosaurus arcuatus)藏匿在波斯特鳄空空的腹腔中;视线移向上方,一只依卡洛蜥(Icarosaurus siefkeri)张开“双翅”,正在空中滑翔。就在这一全景展窗的旁边,有一三叠纪化石展窗(见题图左半部分),里面展出了化石铸模,上述3种动物在两个展窗中都有展示。
深颌蜥隶属副爬行类中的前棱蜥类,身形较矮,头骨宽大。在头骨两侧可以看到多个角状突起,看起来有些像现生的有角蜥蜴。有假说认为,它们的角可能有防御功能,也可能因为形如植物枝干,便于它们隐匿。
恩吐龙体表被有骨板,和现生的犰狳很相似。我们眼前的化石铸模是一只恩吐龙的腹部,它死后被砂砾掩埋,随后有机物腐败分解,身体便形成一个空腔,砂砾灌入空腔,后来硬化为砂岩,便有了一天然铸模。
依卡洛蜥体型较小,从头到骨盆仅有10厘米左右。这一化石保存较完整,头部、颈部、肩带和一只前肢等都很清晰,尤为吸引眼球的是它那显著延长的纤细肋骨。据推测,这些肋骨的延长部分上曾覆盖有皮膜,依卡洛蜥可以如现生的飞蜥属动物一样,撑开身体两侧的皮膜,就如同有了两个滑翔翼,可以在空中滑翔,从而躲避敌害。迄今为止,能确定的依卡洛蜥化石仅有一件,笔者所见到的铸模便是依这一化石铸成。1960年,一位名叫Alfred Siefker的少年在新泽西州的采石场中发现了它,随后Siefker便把化石交给了位于纽约的美国自然博物馆古生物学家。1966年,这一物种被发表,种加词便是为致敬发现它的少年而起。
上述3种动物化石的本土色彩浓郁,但视觉冲击力略逊色。或许是为了弥补这一缺憾,也为了展出三叠纪具有代表性的物种,化石展窗中还有一只大名鼎鼎的鲍氏腔骨龙(Coelophysis bauri),卷尾回首,动感十足。这是已知生存年代最早的恐龙之一,产于新墨西哥州的幽灵牧场。
左上图:深颌蜥;
左下图:依卡洛蜥;
复前行,便来到侏罗纪全景展窗前(见题图右半部分)。这一展窗中植物很少,一头威尔斯双嵴龙(Dilophosaurus wetherilli)在湖滩上健步如飞,水中则有3种淡水鱼。这种兽脚类恐龙生活在距今约1.93亿年前的北美洲,体长可达7米,重400千克,可能是当时北美洲体型最大的陆生动物。这种恐龙身形较瘦,尾部长,后肢发达,前肢纤小,展窗中的这头尾部几乎呈水平状,仅靠后足奔跑。头部显得较大,口颔大张,牙齿细长。它的头顶有两块近斧状的头冠,因此得名。这些头冠看起来颇为薄弱,可能并不能用来打斗,或许有个体识别等非接触性作用。它身上被有黄色和黑色的绒毛,看起来毛茸茸的。在一处和双嵴龙相近的兽脚类恐龙的栖息处,古生物学家在恐龙腹部和足部的位置发现了类似绒羽的印痕;亦有观点认为这些印痕可能是沉积过程中形成的非生物结构。据推测,双嵴龙的代谢速率较高,奔跑速度应该较快,可能是其生态系统中的顶级捕食者。展窗中的双嵴龙在身后的湖滩上留下了一串足迹,这可不是随意为之,而是为了突出康涅狄格州中部发现的数以千计的恐龙足迹。
展窗右下角的水中有3种鱼儿在游弋:半椎鱼(Semionotus)、雷氏鱼(Redfieldius)和一种腔棘鱼Diplurus longicaudatus。
本土化石展窗
康涅狄格州本土化石大观
就在侏罗纪全景展窗的对面,是一专门展示本土化石的展窗,名为“来自康涅狄格河谷的化石”。展窗中有49件化石,从左至右分为6类陈列:不同保存状态的鱼类化石(7件)、半椎鱼(13件)、雷氏鱼(8件)、腔棘鱼(1件)、粪化石(4件)、潜穴(4件)、植物(4件)、爬行动物足迹(3件)和恐龙足迹(5件)。它们中的绝大多数都是由地质学家Nicholas G. McDonald捐赠的。在展窗展牌的左侧,便有一幅他和同事于1976年8月在康涅狄格发掘鱼类化石的老照片。
“保护伞”条款的核心功能,是将东道国对外国投资者或其投资的义务由国内法上升到国际法。未发生投资争端时,该条款发挥着指引东道国恪守义务的功能;发生投资争端时(通常为东道国违约),该条款将投资合同争端上升为违反条约义务的争端,会产生适用BITs争端解决程序和投资国在符合其他条件下行使外交保护权的法律后果。在防范海外投资安全风险方面,本条款可将投资合同中约定的东道国或其地方政府或国有公司承担的安保义务由国内法合同义务上升为东道国的国际法义务。
康涅狄格河谷位于该州中部,这里的岩石中保存了大量侏罗纪时期在裂谷湖中生活的动物(尤以鱼类为多)的化石。该州的恐龙化石甚是少见,但恐龙足迹却颇负盛名,常因侵蚀或施工等因素重见天日。放眼望去,展窗中的化石大多数都被挂在墙上,少数则靠墙而立,它们普遍体量不大,每一件都被编上号,参观者很容易就能把它们和解说版上的信息对应上。每件的信息都包括拉丁名、岩层、发现地所属的城镇和州等。
不同保存状态的鱼类化石虽然颜值不高,但也很有意思。例如编号2-4的鱼儿可能在深水中死亡,它们的遗体被酸性环境不同程度地破坏了。编号3的鱼头骨可能较薄,已经不复存在,而较厚的鳞片则留存下来。编号4的鱼则完全消失了,只留下幽灵似的印痕。编号6的鱼头部呈爆炸状,这可能是腐败过程中气体逐渐堆积,最后如气球般爆裂而形成的。
13件半椎鱼属化石明显包含了多个物种。其中编号16的鱼儿形态奇特,它背部高耸,腹部向下凸出,鱼鳍相对较小,宛如被人工选育出的一些金鱼品种。半椎鱼属隶属半椎鱼目,该目有约25属,它们普遍体型小。半椎鱼属成员的腹鳍和背鳍较大,尾鳍几乎对称。它们可能曾在康涅狄格的裂谷湖中出现了适应性辐射,形成了大量物种,不少物种可能因食性等不同而能共生在一起,这不禁让人联想到如今非洲东部马拉维湖中的慈鲷科鱼类。马拉维湖位于非洲东南部马拉维、莫桑比克和坦桑尼亚的交界处,是东非裂谷带最南端的一个大湖,湖长约580千米,最宽处约75千米,为世界第九大湖。马拉维湖是全球淡水鱼多样性最高的水体,仅慈鲷科鱼类就有约700种,它们可能是在最近的100万年间由数个原始种快速辐射分化而成。
雷氏鱼属生活在北美洲的三叠纪晚期和侏罗纪早期,和半椎鱼属类似,这一类群也在康涅狄格的裂谷湖中出现了适应性辐射。雷氏鱼适应底栖生活,它们的鼻吻部有小的突起,可以配合肉质的上唇在湖底的泥沙中探寻食物。
展窗中展出的唯一的腔棘鱼D iplu r u s longicaudatus隶属莫森氏鱼科。该科成员已灭绝,现生的腔棘鱼——矛尾鱼隶属矛尾鱼科。矛尾鱼科成员全为海水鱼,而莫森氏鱼科成员生活在淡水或半咸水环境中。Diplurus是体型较大的肉食性鱼类,鳍条长在肉质的鳍柄上。这一Diplurus化石仅有头部,长约20厘米,据估计,这条鱼总长约1米。
左图:雷氏鱼;
粪化石可能由于颜值不高,通常在博物馆中较少见到。粪便虽然总体较软,但在合适条件下可以通过矿化等作用形成化石保存下来。据介绍,这4件粪化石可能是爬行动物或体型较大的鱼类留下的。一些粪化石边缘看起来有一层“光晕”,这可能是粪便中的某些物质析出所致。
右上图:编号为16的半椎鱼;
右下图:腔棘鱼D i pl u r u s longicaudatus
这一展窗中体量最大的要算恐龙足迹化石了,涵盖了尺寸较小的Grallator、尺寸中等的Anchisauripus和尺寸较大的Eubrontes。这三类足迹化石可能属于不同的恐龙,但也有可能较小的足迹是幼年个体留下的。5件足迹化石中,除一块产于和康涅狄格相邻的马萨诸塞州,其余4块都是康涅狄格的本土足迹,且都产于该州中部小镇Cromwell的Portland组地层中。
“化石是如何形成的?”展窗
“化石是如何形成的?”展窗
接下来,便来到“化石是如何形成的?”展窗前。这一展窗中的化石没有产于康涅狄格的,全都来自美国其他州和外国,如堪萨斯州的擦木属(Sassafras)叶片化石、马达加斯加的恐龙化石头骨模型和法国的恐龙蛋化石等。如果论本土化程度,那自然是极低的,但却突出了普适性的化石知识。
展窗中共有19件展品,分属8类:碳化作用(4件)、叠层石(1件)、渗矿化和硅化作用(5件)、软体组织(3件)、重结晶作用(3件)、模铸化石(1件)、琥珀(1件)和卵(1件)。展牌最右侧还列出了痕迹化石这一类别,展窗中并未展示,但在展窗左侧的墙上悬挂着可供触摸的恐龙足迹化石。
当生物体被埋藏在低氧环境中,体内的氢、氧和氮等往往挥发或被溶解,剩下的主要是较稳定的碳,这便是碳化作用。又软又薄的组织(如叶片和羽毛)通过碳化作用能得到很好的保存,植物化石是最常见的碳化化石之一,展窗中的4件都是植物化石。其中一片白垩纪擦木(S.cretaceum)的叶片保存得甚是完整,叶片上部3浅裂,神似鸭掌。大小不一的叶脉历历可数,主脉在叶片基部一分为三,这被称为“离基三出脉”,是不少擦木属叶片的典型特征。擦木属隶属樟科,这一属有3个现生种,1种产于北美洲东部,2种产于中国,是植物中典型的东亚-北美间断分布属。
展窗中唯一的叠层石来自纽约州的SaratogaSprings,生活于距今约4.9亿年前的寒武纪。只见它呈灰褐色,近椭圆形,一圈圈的纹层结构清晰可见,看起来如同一硕大的灵芝顶部。简单来说,叠层石是由蓝细菌等单细胞生物在生长过程中,将海水中的含钙镁等的碳酸盐胶结沉淀而成。这一叠层石的产地当时还位于赤道以南,环境应为热带浅海,据说这是北美洲首个发现叠层石的地方。这里在第四纪时多次被冰川覆盖,厚重的冰川砂纸般将叠层石进行打磨,便有了如今较平整的外观。1914年,这一产地作为“科学保护区”被捐赠给纽约州立博物馆。如今,该产地已是纽约州立博物馆的一个博物学遗址(natural history site),免费向公众开放。
渗矿化是质地较硬的组织(如牙齿和木材)形成化石的主要机制:含有钙和硅等的矿液渗透到细小的空隙中(如细胞间的),进而矿化,使得组织更加坚实。展窗中展出了雷兽科动物的臼齿,它来自内布拉斯加州,年代为渐新世。雷兽科隶属奇蹄目,不少成员体型和现生犀牛差不多,但它们和马的亲缘关系更近一些。这一科可能起源于北美洲,再通过白令陆桥多次扩散到亚洲和欧洲。
上图:白垩纪擦木
;中图:叠层石;
下图:魟鱼Asterotrygon maloneyi
下面看到的3 件都是软体组织化石:魟鱼Asterotrygon maloneyi、蟹Harpactocarcinus和海蝎Eurypterus lacustris。其中的魟鱼产于怀俄明著名化石产地Fossil Butte,地层为始新世的Green River组。这种魟鱼于2004年被发表,是该属已知的唯一种。身体扁,近圆形,长长的尾鞭上有利刺,应该可以分泌毒液起到自卫作用。体长从8厘米(幼体)到65厘米(最大的成体)不等。眼前的化石颇为平整,浮现在浅灰色的围岩表面,一对胸鳍对称排列,如蝴蝶展翅。产于Fossil Butte的魟鱼还有另一属:Heliobatis,它和Asterotrygon的亲缘关系较远,且这两属的化石迄今仅见于Fossil Butte。据推测,两者的祖先可能是在较短时期内分别抵达这一地区,并在淡水湖中演化而来。Harpactocarcinus这一属的蟹生活在白垩纪末期到中新世之间,隶属瓢蟹总科。该属建立于1862年,分布较广,在美国、墨西哥、新西兰、土耳其、伊朗和欧洲等地都有发现。
上图:高桥龙的卵;
下图:三件可触摸的化石
展窗中唯一的恐龙蛋属于一种高桥龙(Hypselosaurus priscus)。蛋壳已碎成三角形和四边形等碎片,不过还是能看出蛋体浑圆的形态,蛋体长轴超过20厘米,蛋壳看起来较薄。有些高桥龙的蛋壳甚薄,有假说认为这是其走向灭绝的原因之一,亦有假说认为薄壳蛋也能成功孵化,不过是较年轻个体产下的蛋的蛋壳要薄一些罢了。高桥龙属蜥脚类下的泰坦巨龙类,生活在白垩纪晚期(距今约7000万年前),化石仅见于法国南部。属名意为“最高的蜥蜴”,于1869年建立,模式种便是H. priscus。据估计,该属恐龙体长约12米,体重7-15吨。
看罢展窗,最后要说说展窗外的三件可触摸化石。从上到下分别是尺寸较大的Eubrontes恐龙足迹(用白色线条勾勒出轮廓,便于识别)、摩洛哥的三叶虫(大小和手掌差不多)和亚利桑那的硅化木横切片,不仅从分类类群上涵盖了植物、无脊椎动物和脊椎动物,也分别代表了3类不同成因的化石。当隔着玻璃看了一圈化石和模型后,终于能上手摸一摸化石,也是很令人喜悦的体验。